结晶自立的共价有机框架膜用于流电池中的超快速质子传输
Yulin Wu1, Yixing Wang2, Dezhu Zhang2
1State Key Laboratory of Chemical Engineering, School of Chemical Engineering, East China University of Science and Technology, No.130 Meilong Road, Shanghai, 200237, China.
Angewandte Chemie (International ed. in English)
|October 27, 2023
概括
这项研究引入了一种创建独立共价有机框架 (COF) 膜的新方法. 这些膜表现出高质子导电性和流电池中的性能,克服了COF膜结构的先前挑战.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 聚合物科学 聚合物科学
背景情况:
- 聚合有机框架 (COF) 由于其可调节的孔隙结构,为质子导电膜提供了潜在的潜力.
- 开发具有高晶度的独立COF膜,以实现高效的离子导电仍然是一个重大挑战.
研究的目的:
- 设计和合成具有增强质子导电性的自立COF膜.
- 研究一种宏分子介导结晶策略,以改善COF膜制造.
主要方法:
- 使用硫化宏分子作为模板,采用宏分子介导的结晶策略.
- 氧化的前体由 -SO3H 基聚在宏分子链上进行有序结晶.
- 由此产生的COF膜因其结构和导电性质而具有特征.
主要成果:
- 优化的COF膜表现出高度排序的纳米孔和高质子导电性 (75mS cm-1在100%RH和20°C).
- 膜表现出极好的流量电池性能,超过了Nafion 212.
- 灵活的宏分子链提供了固效应,确保了长期的膜稳定性.
结论:
- 大分子介导的结晶策略使得能够制造具有有序通道的独立的COF膜.
- 这些COF膜显示出对高性能质子导电和永久选择性应用的前景.
- 这种方法为设计基于COF的先进膜提供了灵感.


